CN117940701A - 使用高频波长扫描光源和磷光体的颜色控制 - Google Patents

使用高频波长扫描光源和磷光体的颜色控制 Download PDF

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Abstract

本发明尤其提供一种光产生系统(1000)，其包括第一光产生装置(110)，第二光产生装置(120)和发光材料(200)，其中：(A)第一光产生装置(110)被配置为产生第一装置光(111)；第二光产生装置(120)被配置为产生第二装置光(121)；其中第一装置光(111)和第二装置光(121)具有不同的光谱功率分布；(B)发光材料(200)被配置为将第一装置光(111)和第二装置光(121)中的一者的至少一部分转换成发光材料光(201)；(C)第一光产生装置(110)包括波长可变的光产生装置，波长可变的光产生装置被配置为在光产生系统(1000)的操作模式中产生第一装置光(111)，第一装置光(111)在具有至少10nm的波长差的至少两个质心波长(I)之间以至少40Hz的变化频率变化；并且(D)光产生系统(1000)被配置为在光产生系统(1000)的操作模式中产生包括发光材料光(201)以及第一装置光(111)和第二装置光(121)的白色系统光(1001)。

Description

使用高频波长扫描光源和磷光体的颜色控制
技术领域
本发明涉及一种光产生系统。本发明还涉及包括这种光产生系统的光产生装置。
背景技术
包括垂直腔激光器的装置在本领域中是已知的。例如，WO2004/107512描述了一种白光激光集成结构，包括：a)基板和b)形成在基板上的用于发射垂直于基板的白色激光束的一个或多个可单独寻址的激光像素，该一个或多个可单独寻址的激光像素中的每一个像素包括一个或多个有机发光二极管(OLED)和多个有机垂直腔激光器，多个有机垂直腔激光器被布置成由一个或多个OLED泵浦，其中当不同颜色的光被组合时，多个有机垂直腔激光器发射不同颜色的光，并且一个或多个可单独寻址的激光发光像素发射基本上白色的光。多个有机垂直腔激光器发射两种不同颜色的光。
发明内容
白色LED源可以给出例如高达约300lm/mm2的强度；静态磷光体转换的激光白色源可以给出甚至高达约20.000lm/mm2的强度。Ce掺杂的石榴石(例如YAG，LuAG)可以是最适合的发光转换器，由于石榴石基质具有非常高的化学稳定性，其可以用于用蓝色激光进行泵浦。此外，在低Ce浓度(例如，低于0.5％)下，温度猝灭可能仅发生在约200℃以上。此外，来自Ce的发射具有非常快的衰减时间，从而基本上可以避免光学饱和。假设例如反射模式操作，蓝色激光可以入射到磷光体上。在实施例中，这可以实现蓝光的几乎完全转换，导致转换光的发射。正是由于这个原因，建议使用具有相对高稳定性和导热性的石榴石磷光体。然而，也可以应用其它磷光体。当使用极高功率密度时，热管理仍然是一个问题。
高亮度光源可用于诸如投影、舞台照明、聚光照明和汽车照明的应用中。为此，可以使用激光-磷光体技术，其中激光器提供激光，并且例如(远程)磷光体将激光转换成转换光。在实施例中，可以将磷光体布置在散热器上或插入散热器中，以改善热管理并因此提高亮度。
可能与这种(激光)光源相关联的问题之一是(陶瓷)磷光体的热管理。与这种激光光源相关联的其它问题可能是需要制造紧凑的高功率器件。此外，似乎希望提供波长可调谐的光源。然而，通常基于激光的光源不是波长可调谐的。
因此，本发明的一个方面是提供一种备选的光产生系统，其优选地还至少部分地消除上述缺点中的一个或多个缺点。本发明的目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或提供有用的备选方案。
一方面，本发明提供一种光产生系统(“系统”)，其包括第一光产生装置、第二光产生装置和发光材料。特别地，第一光产生装置可以被配置为产生第一装置光。此外，特别地，第二光产生装置可以被配置为产生第二装置光。此外，尤其是(在系统的操作模式中)第一装置光和第二装置光具有不同的光谱功率分布。此外，特别地，发光材料可以被配置为将(a)第一装置光和(b)第二装置光中的一者或多者的至少一部分转换成发光材料光。特别地，第一光产生装置可以包括波长可变的光产生装置。波长可变的光产生装置可以被配置为在光产生系统的操作模式中产生在(第一光的)至少两个质心波长(λ1c，1，λ1c，2)之间变化的第一装置光。特别地，两个质心波长可以具有至少10nm，诸如至少20nm的波长差。此外，波长可变的光产生装置可以被配置为在光产生系统的操作模式中产生在至少两个质心波长(λ1c，1，λ1c，2)之间以至少40Hz，特别是至少50Hz的变化频率变化的第一装置光。此外，光产生系统可以被配置为在光产生系统的操作模式中产生白色系统光，该白色系统光包括第一装置光和第二装置光中的至少一者以及发光材料光的。特别地，在实施例中，本发明提供一种光产生系统，其包括第一光产生装置、第二光产生装置和发光材料，其中：(A)第一光产生装置，其被配置为产生第一装置光；第二光产生装置，其被配置为产生第二装置光；其中第一装置光和第二装置光具有不同的光谱功率分布；(B)发光材料被配置为将第一装置光和第二装置光中的一者或多者的至少一部分转换成发光材料光；(C)第一光产生装置包括波长可变的光产生装置，该波长可变的光产生装置被配置为在光产生系统的操作模式中产生第一装置光，该第一装置光在具有至少10nm的波长差的至少两个质心波长(λ1c，1，λ1c，2)之间以至少40Hz的变化频率变化；并且(D)光产生系统被配置为在光产生系统的操作模式中产生白色系统光，该白色系统光包括第一装置光和第二装置光(中的至少一者)以及发光材料光。
利用这种系统，可以利用有限数量的光源提供相对大的色域和/或相对大的CCT可调谐性。此外，利用这种系统，可以提供具有可控CCT(基本上沿着黑体轨迹)的白光。此外，利用有限数量的光源，可以提供相对高的CRI。此外，利用该系统可以提供相对强的光。
如上所述，光产生系统尤其可以包括第一光产生装置、第二光产生装置和发光材料。
特别地，第一光产生装置被配置为产生第一装置光。此外，特别地，第二光产生装置被配置为产生第二装置光。特别地，在系统的操作模式中，第一装置光和第二装置光具有不同的光谱功率分布。
第一光产生装置可以包括一个或多个(第一)光源，更特别地一个或多个(第一)固态光源。此外，第一光产生装置可以包括光学器件。在实施例中，从一个或多个光源逸出的光，即，第一光源光(来自一个或多个第一光源)可以经由光学器件被光束成形。第一装置光尤其可以包括第一光源光。更特别地，第一装置光可以由一个或多个第一光源的(第一光源)光组成。
第二光产生装置可以包括一个或多个(第二)光源，更特别是一个或多个(第二)固态光源。此外，第二光产生装置可以包括光学器件。在实施例中，从一个或多个光源逸出的光，即，第二光源光(来自一个或多个第二光源)可以经由光学器件而被光束成形。第二装置光尤其可以包括第二光源光。更特别地，第二装置光可以由一个或多个第二光源的(第二光源)光组成。
下面描述与光源有关的一些一般方面，其可应用于第一光产生装置(的光源)和第二光产生装置(的光源)。
术语“光源”原则上可以涉及本领域已知的任何光源。它可以是常规的(钨)灯泡、低压汞灯、高压汞灯、荧光灯、LED(发光二极管)。
在特定实施例中，光源包括固态LED光源(诸如LED或激光二极管(或“二极管激光器”))。
术语“光源”还可以涉及多个光源，诸如2-200个(固态)LED光源。因此，术语LED也可以指多个LED。此外，术语“光源”在实施例中还可以指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”尤其是指既不被封装也不被连接而是直接安装到诸如PCB的基板上的半导体芯片形式的LED芯片。因此，多个发光半导体光源可以被配置在同一基板上。在实施例中，COB是一起被配置为单个照明模块的多LED芯片。
光源具有光逸出表面。参考常规的光源，诸如灯泡或荧光灯，其可以是玻璃或石英外壳的外表面。对于LED，例如可以是LED管芯，或者当将树脂施加到LED管芯时，可以是树脂的外表面。原则上，它也可以是光纤的终端。术语逸出表面尤其涉及光源的光实际上从光源离开或逸出的部分。光源被配置为提供光束。该光束(因此)从光源的光出射表面逸出。
同样地，光产生装置可以包括光逸出表面，诸如端窗。此外，同样地，光产生系统可以包括光逸出表面，诸如端窗。
术语“光源”可以指半导体发光器件，诸如发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)、边缘发射激光器等。术语“光源”还可以指有机发光二极管(OLED)，诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在特定实施例中，光源包括固态光源(诸如LED或激光二极管)。在一个实施例中，光源包括LED(发光二极管)。术语“光源”或“固态光源”也可以指超发光二极管(SLED)。
术语LED还可以指多个LED。此外，术语“光源”在实施例中还可以指所谓的板上芯片(COB)光源。术语“COB”尤其是指既不被封装也不被连接而是直接安装到诸如PCB的基板上的半导体芯片形式的LED芯片。因此，多个半导体光源可以配置在同一基板上。在实施例中，COB是一起被配置为单个照明模块的多LED芯片。
术语“光源”还可以涉及多个(基本上相同的(或不同的))光源，例如2-2000个固态光源。在实施例中，光源可以包括单个固态光源(诸如LED)下游或多个固态光源(即，例如由多个LED共享)下游的一个或多个微光学元件(微透镜阵列)。在实施例中，光源可以包括具有片上光学器件的LED。在实施例中，光源包括像素化的单个LED(具有或不具有光学器件)(在实施例中提供片上束控向)。
在实施例中，光源可以被配置为提供初级辐射，该初级辐射被原样使用，诸如例如像蓝色LED的蓝色光源，或诸如绿色LED的绿色光源，以及诸如红色LED的红色光源。可以不包括发光材料(“磷光体”)的这种LED可以表示为直接有色LED。
然而，在其他实施例中，光源可以被配置为提供初级辐射，并且部分初级辐射被转换成次级辐射。次级辐射可以基于由发光材料进行的转换。因此，次级辐射也可以表示为发光材料辐射。在实施例中，发光材料可以由光源包括，诸如具有发光材料层的LED或包括发光材料的圆顶。这种LED可以表示为磷光体转换的LED或PCLED(磷光体转换的LED)。在其他实施例中，发光材料可以被配置在距光源一定距离(“远程”)处，诸如具有不与LED的管芯物理接触的发光材料层的LED。因此，在特定实施例中，光源可以是在工作期间至少发射波长选自380-470nm范围的光的光源。然而，其它波长也是可能的。这种光可以部分地由发光材料使用。
在实施例中，光产生装置可以包括发光材料。在实施例中，光产生装置可以包括PCLED。在其它实施例中，光产生装置可包括直接LED(即，无磷光体)。在实施例中，光产生装置可以包括激光装置，如激光二极管。在实施例中，光产生装置可以包括超发光二极管。因此，在特定实施例中，光源可以从激光二极管和超发光二极管的组中选择。在其它实施例中，光源可以包括LED。
光源尤其可以被配置为产生具有光轴(O)(光束形状)和光谱功率分布的光源光。在实施例中，光源光可以包括一个或多个带，其具有激光器已知的带宽。
术语“光源”可以(因此)指的是这样的光产生元件，例如固态光源，或者指的是例如光产生元件的封装，诸如固态光源，以及包括发光材料的元件和(其它)光学器件(例如，透镜，准直器)中的一者或多者。光转换器元件(“转换器元件”或“转换器”)可以包括包含发光材料的元件。例如，像蓝色LED这样的固态光源是光源。固态光源(作为光产生元件)和光学耦合到固态光源的光转换器元件的组合(诸如蓝色LED和光转换器元件)也可以是光源(但也可以表示为光产生装置)。因此，白色LED是光源(但也可以例如表示为(白色)光产生装置)。
本文中的术语“光源”可以指包括固态光源的光源，诸如LED或激光二极管或超发光二极管。
因此，在实施例中的“术语光源”也可以指(也)基于光转换的光源，诸如与发光转换器材料组合的光源。因此，术语“光源”还可以指LED与被配置为转换至少部分LED辐射的发光材料的组合，或者(二极管)激光器与被配置为转换至少部分(二极管)激光辐射的发光材料的组合。
在实施例中，术语“光源”还可以指光源(如LED)和光学滤光器的组合，光学滤光器可以改变由光源产生的光的光谱功率分布。特别地，术语“光产生装置”可用于描述光源和其它(光学部件)，如光学滤光器和/或光束成形元件等。
短语“不同的光源”或“多个不同的光源”以及类似的短语在实施例中可以指从至少两个不同的箱中选择的多个固态光源。同样地，短语“相同的光源”或“多个相同的光源”以及类似的短语在实施例中可以指从相同的箱中选择的多个固态光源。
术语“固态光源”或“固态材料光源”和类似术语可以尤其指半导体光源，诸如发光二极管(LED)、二极管激光器或超发光二极管。
术语“激光源”尤其指激光器。这种激光器尤其可以被配置为产生具有UV、可见或红外中的一个或多个波长的激光光源光，尤其具有从200-2000nm的光谱波长范围中选择的波长，诸如300-1500nm。术语“激光器”尤其指通过基于电磁辐射的受激发射的光放大过程发射光的装置。
特别地，在实施例中，术语“激光器”可以指固态激光器。在特定实施例中，术语“激光器”或“激光光源”或类似术语是指激光二极管(或二极管激光器)。
因此，在实施例中，光源包括激光光源。在实施例中，术语“激光器”或“固态激光器”可以指以下中的一者或多者：铈掺杂的锂锶(或钙)氟化铝(Ce：LiSAF，Ce：LiCAF)、铬掺杂的金绿宝石(alexandrite)激光器、铬ZnSe(Cr：ZnSe)激光器、二价钐掺杂的氟化钙(Sm：CaF2)激光器、Er：YAG激光器、掺铒和铒-镱共掺玻璃激光器、F-中心激光器、钬YAG(Ho：YAG)激光器、Nd：YAG激光器、NdCrYAG激光器、掺钕硼酸钇钙Nd：YCa4O(BO3)3或Nd：YCOB、掺钕原钒酸钇(Nd：YVO4)激光器、钕玻璃(Nd：玻璃)激光器、钕YLF(Nd：YLF)固态激光器、钷147掺杂磷酸盐玻璃(147Pm3+：玻璃)固态激光器、红宝石激光器(Al2O3：Cr3+)、铥YAG(Tm：YAG)激光器、钛蓝宝石(Ti：sapphire；Al2O3：Ti3+)激光器、三价铀氟化钙(U：CaF2)固态激光器、掺镱玻璃激光器(棒、板/芯片、光纤)、镱YAG(Yb：YAG)激光器、Yb2O3(玻璃或陶瓷)激光器等。
例如，包括第二和第三谐波产生的实施例，光源可以包括以下中的一者或多者：F中心激光器、原钒酸钇(Nd：YVO4)激光器、钷147掺杂磷酸盐玻璃(147Pm3+：玻璃)、和钛蓝宝石(Ti：sapphire；Al2O3：Ti3+)激光器。例如，考虑到第二和第三谐波的产生，这样的光源可以用于产生蓝光。此外，例如可以应用InGaN激光器。
在实施例中，术语“激光器”或“固态激光器”可以指一个或多个半导体激光二极管，诸如GaN、InGaN、AlGalnP、AlGaAs、InGaAsP、铅盐、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、量子级联激光器、混合硅激光器等。
激光器可以与上转换器组合，以便达到更短的(激光)波长。例如，利用一些(三价)稀土离子可以获得上转换，或者利用非线性晶体可以获得上转换。备选地，激光器可以与诸如染料激光器的下转换器组合，以达到更长的(激光)波长。
如可以从下面导出的，术语“激光光源”还可以指多个(不同或相同的)激光光源。在特定实施例中，术语“激光光源”可指N个(相同的)激光光源。在实施例中，N＝2或更大。在具体的实施例中，N可以是至少5，例如特别是至少8。以此方式，可以获得更高的亮度。在实施例中，激光光源可以被布置在激光器库中(也参见上文)。在实施例中，激光器库可以包括散热和/或光学器件，例如用于校准激光的透镜。
激光光源被配置为产生激光光源光(或“激光”)。光源光可以基本上由激光光源光组成。光源光还可以包括两个或更多(不同或相同)激光光源的激光光源光。例如，两个或多个(不同或相同)激光光源的激光光源光可以耦合到光导中，以提供包括两个或多个(不同或相同)激光光源的激光光源光的单束光。在特定实施例中，光源光因此特别是准直的光源光。在其他实施例中，光源光尤其是(准直的)激光光源光。
在实施例中，激光光源光可以包括一个或多个带，其带宽对于激光器是已知的。在特定实施例中，(多个)带可以是相对尖锐的(多条)线，诸如在RT下具有小于20nm范围内的半峰全宽(FWHM)，例如等于或小于10nm。因此，光源光具有可以包括一个或多个(窄)带的光谱功率分布(作为波长的函数的能量尺度上的强度)。
(光源光的)光束可以是(激光)光源光的聚焦或准直光束。术语“聚焦”尤其是指会聚成小斑点。该小斑点可以在离散的转换器区域处，或(稍微)在其上游或(稍微)在其下游。特别地，聚焦和/或准直可以使得光束在离散转换器区域(在侧面)处的(垂直于光轴的)横截面形状基本上不大于离散转换器区域(其中光源光照射离散转换器区域)的(垂直于光轴的)横截面形状。聚焦可以用一个或多个光学器件如(聚焦)透镜来执行。特别地，可以应用两个透镜来聚焦激光光源光。准直可以用一个或多个(其它)光学器件来执行，如准直元件，诸如透镜和/或抛物面镜。在实施例中，(激光)光源光束可以是相对高度准直的，诸如在实施例中≤2°(FWHM)，更特别地≤1°(FWHM)，最特别地≤0.5°(FWHM)。因此，≤2°(FWHM)可以被认为是(高度)准直光源光。光学器件可用于提供(高度)准直(也参见上文)。
术语“固态材料激光器”和类似术语可以指代固态激光器，例如基于掺杂有离子(如过渡金属离子和/或镧系元素离子)的晶体或玻璃体的固态激光器，指代光纤激光器，指代光子晶体激光器，指代半导体激光器，例如，垂直腔表面发射激光器(VCSEL)等。
术语“固态光源”和类似术语可尤其指半导体光源，诸如发光二极管(LED)、二极管激光器或超发光二极管。
超发光二极管在本领域中是已知的。超发光二极管可以被表示为半导体器件，其能够像LED一样发射宽光谱的低相干光，同时具有激光二极管量级的亮度。
例如，US2020192017指出“利用当前技术，单个SLED能够以足够的光谱平坦度和足够的输出功率在800nm至900nm波长范围内的例如最多50nm至70nm的带宽上发射。在用于显示器应用的可见范围内，即，在450nm至650nm波长范围内，利用当前技术，单个SLED能够在至多10nm至30nm的带宽上发射。这些发射带宽对于需要红色(640nm)、绿色(520nm)和蓝色(450nm)，即，RGB发射的显示器或投影仪应用来说太小了”。此外，在“Edge Emitting LaserDiodes and Superluminescent Diodes”，Szymon Stanczyk，Anna Kafar，DarioSchiavon，Stephen Najda，Thomas Sligh，Piotr Perlin，Book Editor(s)：FabrizioRoccaforte，Mike Leszczynski(首次发表日期：2020年8月3日，https：//doi.org/10.1002/9783527825264.ch9，在第9.3章超发光二极管中)中描述了超发光二极管。该书，特别是9.3章，在此引入作为参考。其中，在其中指出超发光二极管(SLD)是结合了激光二极管和发光二极管的特征的发射器。SLD发射器利用受激发射，这意味着这些器件以类似于激光二极管的电流密度工作。LD和SLD之间的主要区别在于，在后一种情况下，我们以防止驻波形成和激光发射的特殊方式设计器件波导。而且，波导的存在确保了具有高度光空间相干性的高质量光束的发射，但是光的特征在于同时具有低时间相干性。并且“当前，氮化物SLD的最成功的设计是弯曲的、曲线的或倾斜的波导几何形状以及倾斜的琢面几何形状，而在所有情况下，波导的前端以倾斜的方式与器件琢面相遇，如图9.10所示。倾斜波导通过将其引导到器件芯片的有损耗的未泵浦区域之外来抑制光从琢面到波导的反射”。因此，SLD尤其可以是半导体光源，其中自发发射光通过器件的有源区中的受激发射而被放大。这种发射被称为“超发光”。超发光二极管将激光二极管的高功率和亮度与常规发光二极管的低相干性相结合。源的低(时间)相干性的优点在于散斑显著减少或不可见，并且发射的光谱分布比激光二极管宽得多，这可以更好地适用于照明应用。特别地，随着电流的变化，超发光二极管的光谱功率分布可以变化。以此方式，可以控制光谱功率分布，例如也参见AbdullahA.Alatawi等人，Optics Expressvol.26，Issue 20，pp.26355-26364，https：//doi.org/10.1364/QE.26.026355。
垂直腔表面发射激光器或VCSEL在本领域中是已知的，并且尤其可以是具有垂直于顶表面的激光束发射的半导体激光二极管类型，与从通过将单个芯片从晶片劈开而形成的表面发射的边缘发射半导体激光器(也是平面激光器)相反。VCSEL可以是发射波长可调谐的，如本领域已知的。举例来说，Dupont等人，Applied Physics Letters98(16)：161105-161105-3，DOI：10.1063/1.3569591，或Wendi Chang等人，Applied Physics Letters105(7)：073303，DOI：10.1063/1.4893758，或Thor Ansbaek，IEEE Journal of SelectedTopics in Quantum Electronics 19(4)：1702306-1702306，DOI：10.1109/JSTQE.2013.2257164，或C.J.Chang-Hasnain，IEEE Journal of Selected Topics inQuantum Electronics(Volume：6，Issue：6，Nov.-Dec.2000)，DOI：10.1109/2944.902146，描述了发射波长可调谐的VCSEL(所有文献通过引用并入本文)。特别地，随着电压的变化，VCSEL的光谱功率分布可以变化。
该光产生装置可以包括多个不同的光源，诸如两个或更多个光源子集，每个子集包括一个或多个光源，该一个或多个光源被配置为产生具有基本上相同的光谱功率分布的光源光，但是其中不同子集的光源被配置为产生具有不同光谱分布的光源光。在这样的实施例中，控制系统可以被配置为控制多个光源。在特定实施例中，控制系统可以单独控制光源的子集，也参见下文。
下面，描述关于发光材料的一些实施例，此后返回到(分别)关于第一光产生装置和第二光产生装置的一些实施例。
如上所述，该系统还可以包括发光材料。
术语“发光材料”尤其是指可以将第一辐射，尤其是UV辐射和蓝色辐射中的一者或多者转换成第二辐射的材料。通常，第一辐射和第二辐射具有不同的光谱功率分布。因此，代替术语“发光材料”，也可以应用术语“发光转换器”或“转换器”。通常，第二辐射在比第一辐射更大的波长处具有光谱功率分布，这是在所谓的下转换中的情况。然而，在特定实施例中，第二辐射具有在比第一辐射小的波长处具有强度的光谱功率分布，这是在所谓的上转换中的情况。
在实施例中，“发光材料”可以特别地指可以将辐射转换成例如可见光和/或红外光的材料。例如，在实施例中，发光材料能够将UV辐射和蓝色辐射中的一者或多者转换成可见光。在特定实施例中，发光材料还可以将辐射转换为红外辐射(IR)。因此，在用辐射激发时，发光材料发射辐射。通常，发光材料将是下转换器，即，较小波长的辐射被转换成具有较大波长的辐射(λex＜λem)，尽管在特定实施例中，发光材料可以包括上转换器发光材料，即，较大波长的辐射被转换成具有较小波长的辐射(λex＞λem)。
在实施例中，术语“发光”可指磷光。在实施例中，术语“发光”还可以指荧光。代替术语“发光”，也可以应用术语“发射”。因此，术语“第一辐射”和“第二辐射”可以分别指激发辐射和发射(辐射)。同样地，术语“发光材料”在实施例中可以指磷光和/或荧光。
术语“发光材料”还可以指多种不同的发光材料。可能的发光材料的示例如下所示。因此，术语“发光材料”在具体实施例中还可以指发光材料组合物。
在实施例中，发光材料选自石榴石和氮化物，特别是分别掺杂有三价铈或二价铕。术语“氮化物”还可以指氮氧化物或氮硅酸盐等。
在特定实施例中，发光材料包括类型为Al2B5O12：Ce的发光材料，其中实施例中的A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，尤其是Y、Gd、Tb和Lu中的(至少)一者或多者，并且其中实施例中的B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。尤其是，A可以包括Y、Gd和Lu中的一者或多者，例如尤其是Y和Lu中的一者或多者。特别地，B可以包括Al和Ga中的一者或多者，更特别地至少Al，例如基本上完全是Al。因此，特别合适的发光材料是含铈的石榴石材料。石榴石的实施例尤其包括Al2B5O12石榴石，其中A至少包括钇或镥，且其中B至少包括铝。这种石榴石可以掺杂铈(Ce)、镨(Pr)或铈和镨的组合；然而特别是掺杂有Ce。特别地，B包括铝(Al)，然而，B也可以部分地包括镓(Ga)和/或钪(Sc)和/或铟(In)，特别地至多约20％的Al，更特别地至多约10％的Al(即，B离子基本上由90或更多摩尔％的Al和10或更少摩尔％的Ga、Sc和In中的一者或多者组成)；B可以特别包括至多约10％的镓。在另一个变体中，B和O可以至少部分地被Si和N替代。元素A尤其可以选自由钇(Y)、钆(Gd)、铽(Tb)和镥(Lu)组成的组。此外，Gd和/或Tb特别地仅以高达约20％A的量存在。在一个具体实施例中，石榴石发光材料包括(Y1-xLux)3B5O12：Ce其中x等于或大于0且等于或小于1。术语“：Ce”表示发光材料中的部分金属离子(即，在石榴石中：“A”离子的部分)被Ce取代。例如，在(Y1-xLux)3Al5O12：Ce的情况下：Y和/或Lu的部分被Ce取代。这是本领域技术人员已知的。Ce将取代A一般不多于10％；通常，Ce(相对于A的)浓度在0.1％至4％的范围内，特别是在0.1％至2％。假设1％的Ce和10％的Y，完全正确的分子式可以是(Y0.1Lu0.89Ce0.01)3Al5O12。如本领域技术人员已知的，石榴石中的Ce基本上或仅为三价状态。
在实施例中，发光材料(因此)包括A3B5O12，其中在具体实施例中，最多10％的B-O可被Si-N取代。
在具体实施例中，发光材料包括(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12，其中x1+x2+x3＝1，其中x3＞0，其中0＜x2+x3≤0.2，其中y1+y2＝1，其中0≤y2≤0.2，其中A’包括一种或多种选自由镧系元素组成的组中的元素，并且其中B’包括一种或多种选自由Ga、In和Sc组成的组中的元素。在实施例中，x3选自0.001-0.1的范围。在本发明中，特别地x1＞0，诸如＞0.2，如至少0.8。具有Y的石榴石可提供合适的光谱功率分布。
在具体实施例中，最多10％的B-O可被Si-N代替。这里，B-O中的B是指Al、Ga/In和Sc中的一者或多者(并且O是指氧)；在具体实施例中，B-O可以指Al-O。如上所述，在具体实施例中，x3可选自0.001-0.04的范围。特别地，这种发光材料可以具有合适的光谱分布(然而参见下文)、具有相对高的效率、具有相对高的热稳定性，并且允许高CRI(与第一光源光和第二光源光(以及滤光器)组合)。因此，在具体实施例中，A可以选自由Lu和Gd组成的组。备选地或附加地，B可以包括Ga。因此，在实施例中，发光材料包括(Yx1-x2-x3(Lu，Gd)x2Cex3)3(Aly1-y2Gay2)5O12，其中Lu和/或Gd是可用的。甚至更特别地，x3选自0.001-0.1的范围，其中0＜x2+x3≤0.1，并且其中0≤y2≤0.1。此外，在具体实施例中，最多1％的B-O可被Si-N代替。在此，百分比是指摩尔数(如本领域已知的)；也参见例如EP3149108。在又一具体实施例中，发光材料包括(Yx1-x3Cex3)3Al5O12，其中x1+x3＝1，并且其中0＜x3≤0.2，诸如0.001-0.1。
在具体实施例中，光产生装置可仅包括选自含铈石榴石类型的发光材料。在又一具体实施例中，光产生装置包括单一类型的发光材料，诸如(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12。因此，在具体实施例中，光产生装置包括发光材料，其中至少85重量(wt.)％，甚至更特别地至少约90wt.％，例如还甚至更特别地至少约95wt.％的发光材料包括(Yx1-x2-x3A’x2Cex3)3(Aly1-y2B’y2)5O12。其中A’包括一种或多种选自由镧系元素组成的组中的元素，并且其中B’包括一种或多种选自由Ga、In和Sc组成的组中的元素，其中x1+x2+x3＝1，其中x3＞0，其中0＜x2+x3≤0.2，其中y1+y2＝1，其中0≤y2≤0.2。特别地，x3选自0.001-0.1的范围。注意，在实施例中x2＝0。备选地或附加地，在实施例中，y2＝0。
在具体实施例中，A可以特别地至少包括Y，并且B可以特别地至少包括Al。
备选地或附加地，其中发光材料可以包括类型A3Si6N11：Ce3+的发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，如在实施例中的La和Y中的一者或多者。
在实施例中，发光材料可以备选地或附加地包括以下中的一者或多者：M2Si5N8：Eu2+和/或MAlSiN3：Eu2+和/或Ca2AlSi3O2N5：Eu2+，其中M包括Ba、Sr和Ca中的一者或多者，特别是在实施例中至少为Sr。因此，在实施例中，发光材料可以包括选自由(Ba，Sr，Ca)S：Eu、(Ba，Sr，Ca)AlSiN3：Eu和(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu组成的组中的一种或多种材料。在这些化合物中，铕(Eu)基本上或仅仅是二价的，并且取代指定的二价阳离子中的一者或多者。通常，Eu将不以大于阳离子的10％的量存在；相对于它所取代的(多个)阳离子，它的存在尤其在约0.5-10％的范围内，更尤其在约0.5-5％的范围内。术语“：Eu”表示部分金属离子被Eu替代(在这些实施例中被Eu2+替代)。例如，假设CaAlSiN3：Eu中的Eu为2％，正确的分子式可以是(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3。二价铕通常代替二价阳离子，诸如上述二价碱土阳离子，特别是Ca、Sr或Ba。材料(Ba，Sr，Ca)S：Eu还可以表示为MS：Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶、更特别地包括钙。这里，引入Eu并至少取代M的部分(即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。此外，材料(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu也可以表示为M2Si5N8：Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括Sr和/或Ba。在另一具体实施例中，M由Sr和/或Ba(不考虑Eu的存在)组成，特别是50-100％，更特别是50-90％的Ba和50-0％，特别是50-10％的Sr，诸如Ba1.5Sr0.5Si5N8：Eu(即，75％Ba；25％Sr)。这里，引入Eu并至少取代M的部分，即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者。同样，材料(Ba，Sr，Ca)AlSiN3：Eu也可以表示为MAlSiN3：Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶、更特别地包括钙。这里，引入Eu并至少取代M的部分(即，Ba，Sr和Ca中的一者或多者)。如本领域技术人员已知的，上述发光材料中的Eu基本上处于或仅处于二价状态。
在实施例中，红色发光材料可以包括选自由(Ba，Sr，Ca)S：Eu、(Ba，Sr，Ca)AlSiN3：Eu和(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu组成的组中的一种或多种材料。在这些化合物中，铕(Eu)基本上或仅仅是二价的，并且取代指定的二价阳离子中的一者或多者。通常，Eu将不以大于阳离子的10％的量存在；相对于它所取代的(多个)阳离子，它的存在尤其在约0.5-10％的范围内，更尤其在约0.5-5％的范围内。术语“：Eu”表示部分金属离子被Eu替代(在这些实施例中被Eu2+替代)。例如，假设CaAlSiN3：Eu中的Eu为2％正确的分子式可以是(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3。二价铕通常代替二价阳离子，如上述二价碱土阳离子，特别是Ca、Sr或Ba。
材料(Ba，Sr，Ca)S：Eu还可以表示为MS：Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶、或钙和锶，更特别地包括钙。这里，引入Eu并至少取代M的部分(即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。
此外，材料(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu也可以表示为M2Si5N8：Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物中包括Sr和/或Ba。在另一具体实施例中，M由Sr和/或Ba(不考虑Eu的存在)组成，特别是50-100％，更特别是50-90％的Ba和50-0％，特别是50-10％的Sr，例如Ba1.5Sr0.5Si5N8：Eu(即，75％的Ba；25％的Sr)。这里，引入Eu并至少取代M的部分，即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者。
同样，材料(Ba，Sr，Ca)AlSiN3：Eu也可以表示为MAlSiN3：Eu，其中M是选自由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)组成的组中的一种或多种元素；特别地，M在该化合物包括中钙或锶、或钙和锶，更特别包括钙。这里，引入Eu并至少取代M的部分(即，Ba、Sr和Ca中的一者或多者)。
如本领域技术人员已知的，上述发光材料中的Eu基本上或仅处于二价状态。
蓝色发光材料可包括YSO(Y2SiO5：Ce3+)，或类似化合物，或BAM(BaMgAl10O17：Eu2+)，或类似化合物。
本文中的术语“发光材料”尤其涉及无机发光材料。
术语“磷光体”也代替术语“发光材料”。这些术语是本领域技术人员已知的。
备选地或附加地，也可以应用其它发光材料。例如，可以施加量子点和/或有机染料，并且可以可选地将其嵌入透射基质中，例如聚合物，如PMMA或聚硅氧烷等。
量子点是通常具有仅几纳米的宽度或直径的半导体材料的小晶体。当被入射光激发时，量子点发射由晶体的尺寸和材料决定的颜色的光。因此，可以通过调整点的尺寸来产生特定颜色的光。大多数已知的具有可见范围内的发射的量子点基于具有诸如硫化镉(CdS)和硫化锌ZnS)的壳的硒化镉(CdSe)。也可以使用无镉量子点，诸如磷化铟(InP)和硫化铜铟(CuInS2)和/或硫化银铟(AgInS2)。量子点显示出非常窄的发射带，并且因此它们显示出饱和的颜色。此外，通过调整量子点的尺寸可以容易地调节发射颜色。在本发明中可以使用本领域已知的任何类型的量子点。然而，出于环境安全和关注的原因，优选使用无镉量子点或至少具有非常低镉含量的量子点。
代替量子点或除了量子点外，也可以使用其它量子限制结构。在本申请的上下文中，术语“量子限制结构”应理解为例如量子阱、量子点、量子棒、三脚架、四脚架或纳米线等。
也可以使用有机磷光体。合适的有机磷光体材料的示例是基于苝衍生物的有机发光材料，例如BASF以名称销售的化合物。合适的化合物的示例包括但不限于红色F305，/>橙色F240，/>黄色F083和/>F170。
不同的发光材料可以具有相应发光材料光的不同光谱功率分布。备选地或附加地，这种不同的发光材料尤其可以具有不同的色点(或主波长)。
如上所述，其它发光材料也是可能的。因此，在具体的实施例中，发光材料选自由以下各项组成的组：含二价铕的氮化物、含二价铕的氧氮化物、含二价铕的硅酸盐、含铈的石榴石和量子结构。量子结构可以例如包括量子点或量子棒(或其它量子类型粒子)(参见上文)。量子结构还可以包括量子阱。量子结构还可以包括光子晶体。
同样如上所述，固态材料激光器可以包括用于产生激光的发光材料，诸如包括发光材料的单晶体或玻璃。以上，当讨论固态光源，更特别是激光光源时，提供了这种激光器的一些示例。关于发光材料的一个或多个上述实施例也可应用于这种固态材料激光器。然而，本文描述为系统的至少三个元件之一的发光材料可以特别地被配置为将第一装置光和第二装置光中的一者或多者的至少一部分转换为发光材料光。因此，这种发光材料可以转换激光并且可以不必被配置为使得其也产生激光。因此，发光材料光可以不必是激光，尽管在本文中也不排除激光。然而，特别地，由发光材料产生的发光材料光不是激光。更特别地，可以选择发光材料使得获得具有至少40nm，例如至少50nm的(发光材料光的)半峰全宽的发射带。例如，可以选择发光材料使得获得具有至少60nm的半峰全宽的发射带。这可以是例如包含三价铈的石榴石发光材料(如本文所述)的情况。因此，特别地，发光材料可以包括宽带发射器。发光材料还可以包括多个宽带发射器。特别地，当应用两种或更多种发光材料以转换至少部分第一装置光和/或至少部分第二装置光时，两种或更多种发光材料中的至少两种发光材料可被配置为提供相应的发光材料光，每种发光材料光具有有着至少40nm，例如至少50nm的(发光材料光的)半峰全宽的发射带。
特别地，发光材料光可以包括可见光。术语“可见”、“可见光”或“可见发射”和类似术语是指具有在约380-780nm范围内的一个或多个波长的光。术语“光”和“辐射”在本文中可互换使用，除非从上下文清楚地看出术语“光”仅指可见光。因此，术语“光”和“辐射”可以指UV辐射、可见光和IR辐射。在特定实施例中，特别是对于照明应用，术语“光”和“辐射”(至少)是指可见光。
特别地，第一光产生装置可以包括波长可变的光产生装置。在特定实施例中，第一光产生装置可以包括(发射)颜色可变的光产生装置。
例如，在实施例中，第一光产生装置包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)和超发光二极管中的一者或多者。
因此，特别地，第一光产生装置可以提供分别在不同时刻具有至少两种不同光谱功率分布的第一装置光。因此，特别地，第一光产生装置以脉冲模式操作。
在系统的操作模式的实施例中，至少两个不同的光谱功率分布之间的变化可以比人眼可感知的更快。因此，至少两种不同光谱功率分布之间的变化可以在0.025秒内，诸如在0.02秒内，甚至在大约0.0167秒内。
在实施例中，第一光产生装置可以在(至少)两个光谱功率分布之间扫描，一个光谱功率分布具有第一质心波长λ1c，1，一个光谱功率分布具有第二质心波长λ1c，2。
光谱功率分布可以由质心波长表征。术语“质心波长”，也表示为λc，是本领域已知的，并且是指其中一半的光能处于较短波长而一半的能量处于较长波长的波长值；该值以纳米(nm)表示。它是将光谱功率分布的积分分成两个相等部分的波长，如由公式λc＝∑λ*I(λ)/(∑I(λ)表示的，其中总和在感兴趣的波长范围内，并且I(λ)是光谱能量密度(即，被归一化到积分强度的波长和强度的乘积在发射带上的积分)。质心波长可以例如在操作条件下被确定。
因此，特别地，第一光产生装置包括波长可变的光产生装置，其被配置为在光产生系统的操作模式中产生在至少两个质心波长(λ1c，1，λ1c，2)之间变化的第一装置光。因此，有效地在操作模式中，第一光产生装置(或更精确地其装置光)可以在两个质心波长之间扫描。当从第一质心波长和第二质心波长变化时，可以存在中间质心波长。因此，使用术语“至少两个质心波长(λ1c，1，λ1c，2)”。在实施例中，至少两个质心波长(λ1c，1，λ1c，2)也可以表示为外部质心波长。第一和第二质心波长(λ1c，1，λ1c，2)可以具有至少10nm的差，诸如至少20nm，如至少30nm，或甚至在实施例中至少40nm(如甚至至少60nm，或甚至至少80nm，诸如在特定实施例中至少100nm)。在特定实施例中，至少两个质心波长(λ1c，1，λ1c，2)之间的差可以是至少50nm。此外，从第一质心波长到第二质心波长的变化可以以至少40Hz的频率，如至少50Hz，或更特别地至少60Hz，如至少80Hz(并且在特定实施例中(甚至)至少100Hz)。因此，在实施例中，第一光产生装置包括波长可变的光产生装置，该波长可变的光产生装置被配置为在光产生系统的操作模式中产生第一装置光，该第一装置光在具有至少10nm的波长差的至少两个质心波长(λ1c，1，λ1c，2)之间以至少40Hz的变化频率变化。特别地，变化频率可以是至少60Hz。
发光材料可以被配置为转换至少部分第一装置光和/或至少部分第二装置光。因此，发光材料可以被配置在第一光产生装置和/或第二光产生装置的下游。术语“上游”和“下游”涉及物品或特征相对于来自光产生装置(这里尤其是光源)的光的传播的布置，其中相对于来自光产生装置的光束内的第一位置，光束中更靠近光产生装置的第二位置是“上游”，并且光束内的更远离光产生装置的第三位置是“下游”。特别地，发光材料可以被配置为转换至少部分第一装置光或至少部分第二装置光。
因此，发光材料可以被配置为转换至少部分第一装置光。因此，特别地，发光材料和第一光产生装置的操作条件在操作模式中被选择为使得发光材料转换具有第一质心波长的第一装置光和具有第二质心波长的第一装置光。然而，如上所述，发光材料可以被配置为转换至少部分第二装置光。如果第二光产生装置被配置为在光产生系统的操作模式中产生第二装置光，该第二装置光以至少40Hz的变化频率在具有至少10nm的波长差的至少两个质心波长(λ1c，1，λ1c，2)之间变化(也见下文)，并且如果发光材料被配置为转换至少部分第二装置光，则发光材料和第二光产生装置可以在操作模式中被选择为使得发光材料转换具有(第二装置光的)第一质心波长的第二装置光和具有(第二装置光的)第二质心波长的第二装置光。
在操作模式中，系统可以被配置为产生白光。白光尤其可以包括(a)第一装置光和(b)第二装置光中的一者或多者以及发光材料光。甚至更特别地，白光可以特别地包括发光材料光、第一装置光和第二装置光。然而，在特定实施例中，白光可以基本上由发光材料光、第一装置光和第二装置光组成。因此，在实施例中，光产生系统可以被配置为在光产生系统的操作模式中产生包括第一装置光和第二装置光中的至少一者以及发光材料光的白色系统光。
本文中的术语“白光”是本领域技术人员已知的。其尤其涉及具有在大约1800K和20000K之间，例如在2000K和20000K之间，尤其是在2700-20000K之间，对于一般照明尤其是在大约2700K和6500K的范围内的相关色温(CCT)的光。在实施例中，为了背光的目的，相关色温(CCT)可以特别地在大约7000K和20000K的范围内。此外，在实施例中，相关色温(CCT)特别地在距BBL(黑体轨迹)大约15SDCM(颜色匹配的标准偏差)内，尤其在距BBL约10SDCM内，甚至更尤其在距BBL约5SDCM内。
利用本发明，可以提供具有基本上沿着黑体轨迹的可控CCT的白光，诸如在BBL的15SDCM内，更特别地在10SDCM内，甚至更特别地在约5SDCM内。此外，特别地，CCT可调谐性可以超过至少500K，更特别地至少1000K，如至少1500K，甚至更特别地至少2000K。例如，系统光可以在大约4500-6500K之间(2000K的可调谐性)，或在大约2200-4200K之间(也是2000K的可调谐性)，或在例如超过2200-6500K(甚至4300K的可调谐性)的实施例中是可调谐的，尽管其他范围也是可能的。
注意，在另外的实施例中，系统可以具有另外的操作模式，其中系统光可以包括发光材料光、第一装置光和第二装置光中的一者或多者。然而，在特定实施例中，被配置为产生具有不同于第一装置光和第二装置光的光谱功率分布的装置光的其他光产生装置也是可用的，并且(在(多个)操作模式中)将它们的光贡献给系统光。
特别地，第一装置光和第二装置光可以具有不同的光谱功率分布。无论第一装置光可以具有什么质心波长，它都可以(基本上)不同于第二装置光。例如，第一装置光的(多个)质心波长和第二装置光的(多个)质心波长可以相差至少30nm，诸如至少50nm，如至少80nm。然而，在另外的具体实施例中，第一装置光的(多个)质心波长和第二装置光的(多个)质心波长可以相差至少60nm，诸如至少90nm，如至少105nm，或甚至至少约115nm。此外，在实施例中，较小发射带与较大发射带的光谱重叠可以小于较小发射带的20％，诸如小于10％。
在特定实施例中，第一光产生装置和第二光产生装置可以基本上不可控制到获得第一装置光和第二装置光的重叠光谱功率分布的程度。特别地，较小发射带与较大发射带的光谱重叠可以小于1％，诸如小于0.5％。
如上所述，第一光产生装置可以包括一个或多个光源，尤其是固态光源。此外，第一装置光可以是可控的。这可能意味着一个或多个光源的光源光是可控的。例如，第一装置的一个或多个光源可以包括上述垂直腔表面发射激光器(VCSEL)和超发光二极管中的一者或多者。
如上所述，在实施例中，第一装置光可以基本上由一个或多个光源中的光源光组成。然而，其它实施例也是可能的。例如，虽然第一装置光可以是可见光，但是光源光可能不是可见光。或者在实施例中，光源光可以是红色的，并且第一装置光可以是蓝色的。特别地，这可以在使用上转换器材料时实现。因此，在特定实施例中，第一光产生装置包括：(a)波长可变的第一光源，其被配置为在光产生系统的操作模式中产生第一光源光，该第一光源光在具有至少20nm的波长差的至少两个质心波长((λpc，1，λpc，2)(主质心波长)之间以至少40Hz(诸如特别是至少50Hz)的变化频率变化；以及(b)上转换器材料，其被配置在波长可变的第一光源的下游，并且被配置为将在至少两个质心波长(λpc，1，λpc，2)之间变化的第一光源光的至少一部分转换成在至少两个质心波长((λ1c，1，λ1c，2)之间变化的第一装置光。特别地，上转换器材料包括上转换器发光材料和倍频材料中的一者或多者。
上转换可以例如基于上转换器发光材料或倍频转换材料。两者在本文中都用通用术语“转换器材料”表示。上转换可以是倍频(或波长减半)，这可以用例如二次谐波产生晶体的倍频材料来实现，诸如BiBO(BiB3O6)、碘酸锂LiIO3、BBO(β-BaB2O4)、KH2PO4等，或基于发光材料，例如基于Yb3+-Er3+对(例如，基于“通过能量转移添加光子”(APTE)的系统，现在通常称为能量转移上转换(ETU))，或经由两步吸收过程，这可以使用基于Er3+的系统，或经由协同敏化过程，这可以使用Yb3+-Tb3+对，或经由协同发光过程，或经由双光子激发过程，例如可以用一些基于Eu2+的系统。其它对也是可能的，例如Yb3+-Tm3+.。
另一种系统可以基于Pr3+，和/或Ho3+、Tb3+、Tm3+、Er3+中的一者或多者，如US2010/0297206中所述，其通过引用并入本文。
例如，在实施例中，材料(其也可表示为“主体材料”)可选自NaLnF4、LiLnF4、KLnF4、LnF3、BaLn2F8、SrLn2F8、CaLn2F8、MgLn2F8；其中Ln是(a)Pr3+、Yb3+、Ho3+、Tm3+和Er3+中的一者或多者；更特别地，其中Ln3+是Gd3+和(b)Pr3+、Yb3+、HO3+、Tm3+和Er3+中的一者或多者，其中材料特别地包括至少第一镧系元素离子和不同于第一镧系元素离子的第二镧系元素离子。例如，在实施例中，材料可以选自NaLnF4、LiLnF4、NaLnF4、LiLnF4、KLnF4、LnF3、LiYF4、KYF4、BaLn2F8、SrLn2F8、CaLn2F8、MgLn2F8、BaLn2F8、SrLn2F8、CaLn2F8或MgLn2F8，其中Ln包括(a)选自Gd3+、Pr3+、Tm3+或Er3+的组的第一镧系元素离子和(b)选自Pr3+、Yb3+、Ho3+、Tm3+、Er3+的组的第二镧系元素离子，其中材料包括至少第一镧系元素离子和不同于第一镧系元素离子的第二镧系元素离子。特别地，在实施例中，Ln可以包括Lu和La中的一者或多者，以及至少一种或多种第一镧系元素离子和一种或多种第二镧系元素离子。此外，特别是在实施例中，Ln可以至少包括Gd，和可选地Lu和La中的一者或多者以及至少一种或多种第二镧系元素离子。
此外，还可以使用半导体纳米颗粒。例如，具有分子合成器的钙钛矿CsPbBr3纳米晶体显示出通过440nm的激发可获得在340-400nm范围内的超过10％的转换效率的发射。例如，可以参考Wieghold S，Nienhaus L Correction：Engineering 3D perovskites forphoton interconversion applications.PLOS ONE 15(4)：e0232196.https：//doi.org/10.1371/journal.pone.0232196。
其它上转换示例可以例如是UV Pr3+掺杂的晶体，如Lu7O6F9：Pr3+或Y2SiO5：Pr3+)或NaYF4：Yb3+、Tm3+。其它示例可见于Bright Infrared-to-Ultraviolet/Visible Upconversion in Small Alkaline Earth-Based Nanoparticles With Biocompatible_ CaF2 Shells-Fischer-2020-Angewandte Chemie International Edition-Wiley Online Library，其通过引用并入本文，并且其描述了具有CaF2壳的亚15nm碱土稀土氟化物UCNP(M1-xLnxF2+x，MLnF)的NIR-UV/可见发射。不同的碱土主体材料掺杂有Yb3+和Tm3+，其中碱土(M)包括Ca、Sr和Ba、MgSr、CaSr、CaBa、SrBa和CaSrBa。
此外，参考US2010/0297206，其通过引用并入本文。关于上转换的更多信息也可以在例如G.Blasse等人，Luminescent Materials，Springer Verlag 1994，第10.1章找到。因此，在实施例中，第一转换器材料可以包括上转换器发光材料。备选地或附加地，第一转换器材料可以包括倍频(晶体)材料。
如上所述，在实施例中，发光材料可以包括A3B5O12：Ce类型的发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。
在实施例中，发光材料可以包括单晶体、玻璃或陶瓷体。在具体实施例中，该系统可以(因此)包括陶瓷体，其中该陶瓷体包括发光材料。
以上，更详细地描述了第一光产生装置。第二光产生装置尤其还可以包括固态光源，诸如固态材料光源。特别地，第二光产生装置可以包括二极管激光器和超发光二极管中的一者或多者。然而，在实施例中，第二光产生装置包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。
因此，在特定实施例中，第二光产生装置还可以包括波长可变的光产生装置。因此，在实施例中，第二光产生装置可以包括(发射)颜色可变的光产生装置。
因此，在特定实施例中，第二光产生装置可以包括波长可变的光产生装置，该波长可变的光产生装置被配置为在光产生系统的操作模式中产生第二装置光，该第二装置光在具有至少10nm，诸如至少30nm，甚至至少40nm的波长差的至少两个质心波长(λ2c，1，λ2c，2)之间以如下变化频率变化的光，所述频率为至少40Hz，特别是至少50Hz，甚至更特别是至少60Hz，例如至少80Hz(并且在特定实施例中(甚至)至少100Hz)。因此，在特定实施例中，第二光产生装置可以在脉冲模式中操作。
因此，在特定实施例中，第二光产生装置可以提供分别在不同时刻具有至少两种不同光谱功率分布的第二装置光。
如上所述，在系统的操作模式的实施例中，至少两个不同光谱功率分布之间的变化可以比人眼可感知的更快。因此，至少两种不同光谱功率分布之间的变化可以在0.025秒内，诸如在0.02秒内，甚至在大约0.0167秒内。
因此，在实施例中，第二光产生装置可以在(至少)两个光谱功率分布之间扫描，一个光谱功率分布具有第一质心波长λ2c，1，并且一个光谱功率分布具有第二质心波长λ2c，2。
此外，第二光产生装置还可以包括上转换材料。因此，关于第一光产生装置描述的实施例也可以应用于关于第二光产生装置。然而，特别地，这些装置被选择为使得第一装置光和第二装置光具有不同的光谱功率分布(也见上文)。
假设在第一光产生装置的情况下进行上转换，在实施例中第一光产生装置可以包括IR VCSEL或IR超发光二极管。假设在第二光产生装置的情况下进行上转换，在实施例中第二光产生装置可以包括IR VCSEL或IR超发光二极管。
在实施例中，发光材料可以被配置为产生具有绿色、黄色或橙色，尤其是绿色或黄色的色点的发光材料光。此外，在实施例中，第一光产生装置可以被配置为产生蓝光或红光。然而，在实施例中，第二光产生装置可以被配置为产生红光或蓝光。因此，在特定实施例中，(a)第一光产生装置可以被配置为产生具有在蓝色波长范围内的质心波长的第一装置光，并且其中第二光产生装置被配置为产生具有在红色波长范围内的质心波长的第二装置光；或者(b)第一光产生装置可以被配置为产生具有在红色波长范围内的质心波长的第一装置光，并且其中第二光产生装置被配置为产生具有在蓝色波长范围内的质心波长的第二装置光。
术语“紫光”或“紫色发射”尤其涉及波长在约380-440nm范围内的光。术语“蓝光”或“蓝色发射”尤其涉及波长在约440-495nm范围内的光(包括一些紫色和青色色调)。术语“绿光”或“绿色发射”尤其涉及波长在约495-570nm范围内的光。术语“黄光”或“黄色发射”尤其涉及波长在约570-590nm范围内的光。术语“橙色光”或“橙色发射”尤其涉及波长在约590-620nm范围内的光。术语“红光”或“红色发射”尤其涉及波长在约620-780nm范围内的光。术语“粉红色光”或“粉红色发射”是指具有蓝色和红色分量的光。术语“青色”可指选自约490-520nm范围的一个或多个波长。术语“琥珀色”可指选自约585-605nm，诸如约590-600nm范围的一个或多个波长。短语“具有在一波长范围内的一个或多个波长的光”和类似短语可尤其指示所指示的光(或辐射)具有如下光谱功率分布，该光谱功率分布的至少强度或多个强度在指示波长范围内的这些一个或多个波长处。例如，蓝色发射固态光源将具有强度在440-495nm波长范围内的一个或多个波长处的光谱功率分布。
在特定实施例中，该系统还可以包括控制系统，该控制系统被配置为尤其是根据用户接口的输入信号、传感器的传感器信号和定时器中的一者或多者，并且尤其是通过(单独地)控制第一光产生装置和第二光产生装置来控制系统光。
术语“控制”和类似术语尤其是指至少确定元件的行为或监督元件的运行。因此，这里的“控制”和类似术语例如可以指对元件施加行为(确定行为或监督元件的运行)等，例如，测量、显示、致动、打开、移位、改变温度等。除此之外，术语“控制”和类似术语还可以包括监视。因此，术语“控制”和类似术语可以包括在元件上施加行为以及在元件上施加行为并监视元件。元件的控制可以用控制系统完成，该控制系统也可以表示为“控制器”。控制系统和元件因此可以至少暂时地或永久地功能性地耦合。该元件可以包括控制系统。在实施例中，控制系统和元件可以不物理地耦合。控制可以经由有线和/或无线控制来完成。术语“控制系统”还可以指多个不同的控制系统，这些控制系统尤其是功能上耦合的，并且其中例如一个控制系统可以是主控制系统，而一个或多个其它控制系统可以是从控制系统。控制系统可以包括用户接口或可以功能性地耦合到用户接口。
控制系统还可以被配置为接收和执行来自遥控器的指令。在实施例中，控制系统可以经由设备上的App来控制，该设备例如是便携式设备、诸如智能电话或I-电话、平板电脑等。因此，该设备不必耦合到照明系统，而是可以(临时)功能性地耦合到照明系统。
因此，在实施例中，控制系统(也)可以被配置为由远程设备上的App控制。在这样的实施例中，照明系统的控制系统可以是从控制系统或以从模式控制。例如，照明系统可以用代码来标识，特别是用于相应照明系统的唯一代码。照明系统的控制系统可以被配置为由外部控制系统控制，该外部控制系统基于(由具有光学传感器(例如，QR码读取器)的用户接口输入的)(唯一的)代码的知识来访问照明系统。照明系统还可以包括用于与其它系统或设备通信的装置，诸如基于蓝牙、WIFI、LiFi、ZigBee、BLE或WiMAX，或其它无线技术。
系统、装置或设备可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”或“操作性模式”中执行动作。术语“操作性模式”也可以表示为“控制模式”。同样地，在方法中，可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”或“操作性模式”中来执行动作或阶段或步骤。这并不排除系统、装置或设备也可以适用于提供另一控制模式或多个其它控制模式。同样，这可以不排除在执行模式之前和/或在执行模式之后可以执行一个或多个其它模式。
然而，在实施例中，控制系统可以是可用的，其适于至少提供控制模式。如果其他模式可用，则这种模式的选择尤其可以经由用户接口来执行，尽管其他选项(如根据传感器信号或(时间)方案来执行模式)也是可能的。在实施例中，操作模式还可以指仅能够以单个操作模式操作(即，“开启”，而没有另外的可调谐性)的系统、设备或装置。
因此，在实施例中，控制系统可以根据用户接口的输入信号、(传感器的)传感器信号和定时器中的一者或多者进行控制。术语“定时器”可以指时钟和/或预定时间方案。
还希望调谐系统光的光谱功率组成。这尤其可以通过控制第一光产生装置和第二光产生装置来实现。特别地，这可以通过控制第一装置光(和/或可选地第二装置光)的占空比来实现。以此方式，可以保持第一装置光的(变化)频率基本上相同，但是可以通过增加或缩短第一或第二质心波长的相应脉冲的脉冲时间来控制光谱功率分布。因此，在实施例中，控制系统可以被配置为通过脉冲宽度调制来控制第一光产生装置，其中控制系统被配置为通过控制第一装置光的占空比来在操作模式中控制系统光的光谱功率分布。特别地，在实施例中，波长可变的光产生装置被配置为在操作模式中产生具有质心波长(λ1c，1)的第一装置光的第一脉冲和具有质心波长(λ1c，2)的第一装置光的第二脉冲，每个脉冲具有至少40Hz(更特别地至少50Hz，还甚至更特别地至少60Hz)的脉冲频率，其中在操作模式中控制系统光的光谱功率分布包括单独地控制第一脉冲的占空比和第二脉冲的占空比。
因此，在实施例中，可以应用脉冲宽度调制来控制第一装置光的光谱功率分布，从而控制系统光的光谱功率分布。用于控制第一装置光的光谱功率分布的备选解决方案也是可能的，诸如通过控制(多个)脉冲高度。注意，还可以通过控制第二装置光来控制系统光的光谱功率分布。在特定实施例中，这也可以经由脉冲宽度调制来实现，但是也可以应用其它解决方案，诸如改变提供给第二光产生装置的功率。
此外，在特定实施例中，发光材料可以包括A3B5O12：Ce类型的发光材料，其中A可以包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B可以包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者；光产生系统可以包括陶瓷体，其中陶瓷体可以包括发光材料；其中第二光产生装置可以包括二极管激光器和超发光二极管中的一者或多者；其中第一光产生装置可以被配置为产生具有在蓝色波长范围内的质心波长的第一装置光，并且其中第二光产生装置可以被配置为产生具有在红色波长范围内的质心波长的第二装置光。
此外，在特定实施例中，控制系统可以被配置为在光产生系统的操作模式中控制系统光在2000-6500K，诸如2200-6500K，甚至更特别地2700-6500K的相关色温范围内。备选地或附加地，控制系统可以被配置为在光产生系统的操作模式中控制系统光具有至少80的显色指数。因此，特别地，控制系统可以被配置为在光产生系统的操作模式中控制系统光在2700-6500K的相关色温范围内并且具有至少80的显色指数。
光产生系统可以是例如以下各项中的一部分或应用于以下各项：办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自发光显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警示标志系统、医疗照明应用系统、指示标志系统、装饰照明系统、便携式系统、汽车应用、(户外)道路照明系统、城市照明系统、温室照明系统、园艺照明、数字投影或LCD背光照明。光产生系统(或灯具)可以是例如光通信系统或消毒系统的一部分或者可以应用在例如光通信系统或消毒系统中。
在又一方面，本发明还提供一种包括如本文所定义的光产生系统的灯或灯具。该灯具还可以包括外壳、光学元件、百叶窗等等。灯或灯具还可包括封装光产生系统的外壳。灯或灯具可以包括外壳中的光窗口或外壳开口，系统光可以通过该光窗口或外壳开口从外壳中逸出。在又一方面，本发明还提供一种包括如本文所限定的光产生系统的投影装置。特别地，投影装置或“投影仪”或“图像投影仪”可以是将图像(或运动图像)投影到诸如投影屏幕的表面上的光学设备。投影装置可以包括一个或多个如本文所述的光产生系统。因此，在一个方面中，本发明还提供了一种光产生装置，其选自灯、灯具、投影仪装置、消毒装置和光学无线通信装置的组，光产生装置包括如本文所限定的光产生系统。光产生装置可以包括外壳或载体，外壳或载体被配置为容纳或支撑光产生系统的一个或多个元件。例如，在实施例中，光产生装置可以包括外壳或载体，外壳或载体被配置为容纳或支撑第一光产生装置、第二光产生装置和发光材料中的一者或多者。
附图说明
在将仅通过示例的方式，参考所附示意图来描述本发明的实施例，其中对应的附图标记指示对应的部分，并且在附图中：
图1-图7示意性地描绘了一些实施例和示例；
图8a-图9c示意性地描绘了一些实施例和方面；以及
图10示意性地描述了一些应用。
示意图不必按比例绘制。
具体实施方式
波长可调谐的VCSEL例如在使用MEM的红色-IR范围内是可用的。这样的光源可以通过例如倍频而被用于产生蓝色区域中的波长可调谐激光器。除了这种VCSEL之外，在蓝色区域中的发射已经出现，并且它们的效率和功率已经达到几瓦以上。
下面描述如何使用这种波长可调谐激光器来产生BBL可调谐的白光源。在实施例中，可以使用波长可调谐的蓝色激光器、红色激光器(也可以是波长可调谐的)和用于部分地转换蓝光的陶瓷磷光体来进行波长调谐。
如果我们考虑在465nm处吸光度为0.42的Ce掺杂YAG陶瓷，其接近峰值吸光度。使用作为波长的函数的Ce：YAG的吸光度曲线，我们可以计算通过陶瓷的蓝光量和作为吸收蓝光的结果的由Ce：YAG发射的黄光量。图1示出了离散蓝色波长处的色点。
例如，如果使用可以在440nm和465nm之间扫描并将其与在625nm发射的激光组合的光源，则可以制造可以在图2所示的三角形内产生任何色点的光源。然后可以在大约3000-7000K的范围内沿着BBL改变CCT。
还可以通过在440nm和460nm之间连续地扫描蓝色激光并通过调节蓝色和红色光源的相对强度来在7000K和2700K之间沿BBL连续地移动色点。
在图3中，示出了YAG陶瓷的使用，其在465nm处的吸光度为0.56，并使用可以在440nm和465nm之间扫描并与在625nm处发射的激光组合的光源。现在可以制造能够在图3所示的三角形内产生任何色点的光源。这允许例如在大约4800K和2200K之间的(系统光的)扫描。
表1显示了在扫描期间获得的波长处BBL上的白光的特性：
基于激光-磷光体的光源由于其在产生极高强度方面的潜力而引起人们的极大兴趣。市场上已经存在诸如汽车前照灯和投影仪的产品，其中激光器用于泵浦磷光体。激光磷光体也可用于其它照明应用。然而，对于BBL调光，至少需要红色、绿色和蓝色单独可控的基于激光器的光源。
其中，本文提出了(至少)使用高频波长扫描激光器和陶瓷磷光体的BBL调光。高频波长扫描激光器可以是可在橙色光和红光之间切换的VCSEL。通过将这种源与蓝色激光器和YAG/LuAG陶瓷磷光体砖块结合使用，可以跟随BBL例如用于BBL调光。备选地，或另外，蓝色(或绿色)高频波长扫描激光器可用于调节蓝色(或绿色)波长。PWM(脉冲宽度调制)可用于控制激光器的强度。
图4示意性地示出了使用约450nm的蓝色激光器、在560nm处具有色点的绿色/黄色发射材料和在不同波长处发射大约橙色/红色的VCSEL可获得的几个色点。注意，白光可以具有可控的CCT(基本上沿着黑体轨迹)。不同的圆圈表示可以根据波长可调装置光的质心波长选择的色点，该波长可调装置诸如VCSEL(其作为示例示出)。
其中，本文还建议在生产具有诸如(i)色温，(ii)CRI和/或(iii)R9值的可调特性的光源中使用可调激光器。它还可以用于需要补偿的其它效果。其中，提出了使用波长可调谐的IR垂直腔表面发射激光器(VCSEL)结合合适的非线性光学(NLO)晶体来产生二次谐波，并从而获得可调谐的可见激光器。
图5示意性地示出了可能的波长可调谐的VCSEL的光谱。
例如，可调谐可见激光可用于调节色点/色温。这可以通过可调谐可见激光直接实现，或者通过泵浦磷光体间接实现，其中转换率取决于泵浦波长。对于后一种配置，可以使用分色元件(例如，用于分离激光束的二向色镜)来增强效果。示出了多个峰。中间峰也是可能的。
或者，例如，已知石榴石磷光体在给定波长处的吸光水平随着温度的升高而降低。结果，光源的色点作为光强度的函数而变化。可调谐的蓝色激光器可用于补偿温度吸收，并因此随着温度的变化保持磷光体的色点。
在实施例中，在发射波长范围从1240nm到1350nm的可调谐IR激光器倍频之后，可以获得发射波长范围从620nm到675nm的光的可调谐红色发射激光器。因此，利用在IR中可调谐的波长可调谐光源，也可以获得在可见光中可调谐的波长可调谐光源(也见下文)。
同样地，波长范围从900-990nm和990-1140nm的可调谐IR发射激光器可用于产生分别在蓝色450-495nm和绿色495-570nm进行发射的可调谐激光器。
图6示出了包括泵浦YAG：Ce 2％磷光体的440nm的蓝色激光与610nm的红色激光的组合的光源的光谱。例如，可以获得CCT＝3000K，CRI＝66，R9＝-64和转换效率为373lm/W的光。连续增加的曲线示意性地描述了黑体辐射体在大约3000K的光谱功率分布(也参见图7)。
图7示出了具有较高光质量的光谱，即，在相同的CCT＝3000K处，CR1＝90和R9＝92，但是用蓝色激光470nm和红色激光630nm以330Lm/W的较低效率获得的光谱。
参照图8a，在实施例中，光产生系统1000可包括第一光产生装置110、第二光产生装置120和发光材料200。
第一光产生装置110可以被配置为产生第一装置光111。第二光产生装置120可以被配置为产生第二装置光121。第一装置光111和第二装置光121具有不同的光谱功率分布。
发光材料200可以被配置为将第一装置光111和第二装置光121中的一者或多者的至少一部分转换成发光材料光201。发光材料200可以包括A3B5O12：Ce3+型发光材料。A可以包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，B可以包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。光产生系统1000可以包括陶瓷体210，并且陶瓷体210可以包括发光材料200。附图标记550表示光学器件，其可以例如包括像准直器或透镜那样的射束成形元件。其它光学器件(未示出)也是可能的。特别地，光学器件550是指配置在第一光产生装置、第二光产生装置和发光材料下游的光学器件。
在实施例中，光产生系统1000还可以包括控制系统300，其被配置为通过控制第一光产生装置110和第二光产生装置120，根据用户接口的输入信号、(传感器的)传感器信号和定时器中的一者或多者来控制系统光1001。
参考图8a-图8b，第一光产生装置110(见图8a)可以包括波长可变的光产生装置，该波长可变的光产生装置被配置为在光产生系统1000的操作模式中产生第一装置光111，该第一装置光111在具有至少10nm的波长差(在图中表示为λ1c)的至少两个质心波长(λ1c，1，λ1c，2)之间以至少40Hz的变化频率变化。变化频率尤其可以是至少50Hz，例如甚至更尤其是至少60Hz。最小的波长带(在左边)可以具有质心波长λ1c，1，而最大的波长带(在右边)可以具有质心波长λ1c，2。因此，这些至少两个质心波长λ1c，1，λ1c，2可以表示为外部质心波长。
光产生系统1000可以被配置为在光产生系统1000的操作模式中产生白色系统光1001，该白色系统光1001包括第一装置光111和第二装置光121(中的至少一者)以及发光材料光201。
在光产生系统1000的特定实施例中，第一光产生装置110可以包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)和超发光二极管中的一者或多者。
图8c示意性地示出了发光材料的吸收(透射)(左y轴)和发射(右y轴)的一个实施例，其中发光材料被配置为转换具有可控质心波长的第一装置光的一部分(参见图8b)。
图8d示意性地示出了一个实施例，其中发光材料被配置为转换第二装置光121的一部分。此外，示意性示出的实施例基本上与图8a中示意性示出的实施例相同。
图8e示意性地描绘了一个实施例，其中第二光产生装置120可以包括波长可变的光产生装置，该波长可变的光产生装置被配置为在光产生系统1000的操作模式中产生第二装置光121，该第二装置光121在具有至少10nm的波长差的至少两个质心波长(λ2c，1，λ2c，2)之间以至少40Hz，特别是至少50Hz，诸如至少60Hz的变化频率变化。
图8f示意性地示出了可能的重叠(发射)带的一个方面。重叠区域用阴影线表示。较小频带的重叠百分比大于较大(此处为较宽)频带的重叠百分比。这里，重叠尤其可以相对于较小的发射带来定义，较小发射带与较大发射带的频谱重叠可以小于20％。特别地，当前者的光谱功率(积分功率)小于后者时，发射带可以小于另一发射带。在图8f中，重叠可以是(窄带发射的)约50％(宽带发射的仅约10％可以与窄带发射重叠)。
参考图9a-图9b，实施例I，第一光产生装置110可以包括(a)波长可变的第一光源10，其被配置为在光产生系统1000的操作模式中产生第一光源光11，该第一光源光11在具有至少20nm的波长差的至少两个质心波长(λpc，1，λpc，2)之间以至少50Hz的变化频率变化。此外，(第一)上转换器材料410被配置在波长可变的第一光源10的下游，并且被配置为将在至少两个质心波长(λpc，1，λpc，2)之间变化的第一光源光11的至少一部分转换成在至少两个质心波长(λ1c，1，λ1c，2)之间变化的第一装置光111。
上转换器材料410可以包括上转换器发光材料和倍频材料中的一者或多者。
在实施例中，第二光产生装置120可以包括二极管激光器和超发光二极管中的一者或多者。在实施例中，第二光产生装置120可以包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。
因此，在图9a的实施例II中，示意性地描绘了这样的实施例，其中第二光产生装置120包括第二光源20，第二光源20被配置为在光产生系统1000的操作模式中产生第二光源光21，第二光源光21在具有至少20nm的波长差的至少两个质心波长之间以至少50Hz的变化频率变化。此外，(第二)上转换器材料420被配置在波长可变的第二光源20的下游，并且被配置为将在至少两个质心波长之间变化的第二光源光21的至少一部分转换成在至少两个质心波长之间变化的第二装置光121。
第一光产生装置110可以被配置为产生具有在蓝色波长范围内的质心波长的第一装置光111，并且第二光产生装置120可以被配置为产生具有在红色波长范围内的质心波长的第二装置光121。备选地，第一光产生装置110可以被配置为产生具有在红色波长范围内的质心波长的第一装置光111，并且第二光产生装置120可以被配置为产生具有在蓝色波长范围内的质心波长的第二装置光121。
在实施例中，第一光源10可以包括IR超发光二极管或IR VCSEL。
控制系统(未示出，但参见例如图8a或图8d)可以被配置为通过脉冲宽度调制来控制第一光产生装置110。特别地，控制系统可以被配置为通过控制第一装置光111的占空比来在操作模式中控制系统光1001的光谱功率分布。
波长可变的光产生装置可以被配置为在操作模式中产生具有质心波长(λ1c，1)的第一装置光111的第一脉冲和具有质心波长(λ1c，2)的第一装置光111的第二脉冲，每个脉冲具有至少40Hz的脉冲频率，其中在操作模式中控制系统光1001的光谱功率分布可以包括单独地控制第一脉冲的占空比和第二脉冲的占空比。
注意，在实施例中，控制系统(也)可以被配置为通过脉冲宽度调制来控制第二光产生装置。
参照图9c，示意性地示出了脉冲宽度调制的示例。通过缩短第二实施例中的脉冲宽度，减少了第一类型脉冲中提供的光对系统光的贡献。以此方式，可以例如沿着BBL调谐颜色。用无阴影和阴影矩形表示的两个不同脉冲可以分别指代例如具有质心波长λ1c，1，λ1c，2的第一装置光的脉冲。以此方式，光产生装置可以在两个(或更多)不同的光谱功率分布之间扫描，特别是利用PWM，通过该光谱功率分布可以控制系统光的光谱功率分布。
控制系统可以被配置为在光产生系统1000的操作模式中控制系统光1001在2700-6500K的相关色温范围内并且具有至少80的显色指数。
图10示意性地示出了包括如上所述的光产生系统1000的灯具2的一个实施例。附图标记301表示用户接口，该用户接口可以与控制系统300功能性地耦合，该控制系统300由光产生系统1000所包括，或者功能性地耦合到光产生系统1000。图10还示意性地示出了包括光产生系统1000的灯1的一个实施例。因此，图10示意性地描绘了从灯1、灯具2、投影仪装置、消毒装置和光学无线通信装置的组中选择的照明装置1200的实施例，该照明装置1200包括如本文所述的光产生系统1000。在实施例中，这种照明装置可以是灯1、灯具2、投影仪装置、消毒装置或光学无线通信装置。从照明装置1200逸出的照明装置光用附图标记1201表示。照明装置光1201可以基本上由系统光1001组成，并且因此在特定实施例中可以是系统光1001。
术语“多个”是指两个或更多个。
本文中的术语“基本上”或“大体上”以及类似术语将为本领域技术人员所理解。术语“基本上”或“大体上”还可以包括具有“完全”、“完整”、“全部”等的实施例。因此，在实施例中，形容词“基本上”或“大体上”也可以被去除。在适用的情况下，术语“基本上”或术语“基本上”还可以涉及90％或更高，例如95％或更高，尤其是99％或更高，甚至更尤其是99.5％或更高，包括100％。
术语“包括”还包括其中术语“包括”是指“由......组成”的实施例。
术语“和/或”尤其涉及在“和/或”之前和之后提到的一个或多个项目。例如，短语“项目1和/或项目2”和类似短语可以涉及项目1和项目2中的一者或多者。术语“包括”在一个实施例中可以是指“由......组成”，但在另一个实施例中也可以是指“至少含有所定义的种类和任选的一种或多种其它种类”。
此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件，而不一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且在此描述的本发明的实施例能够以不同于在此描述或示出的其他顺序操作。
这些设备，装置或系统在这里可以在操作期间进行描述。本领域技术人员将清楚，本发明不限于操作方法、或操作中的设备、装置或系统。
应当注意，上述实施例说明而非限制本发明，且所属领域的技术人员将能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多备选实施例。
在权利要求中，置于括号中的任何附图标记不应解释为限制权利要求。
动词“包括”及其变形的使用不排除除了权利要求中所述的那些之外的元件或步骤的存在。除非上下文清楚地另有要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包括有”等应被解释为性意义，而不是排他性或穷举性意义；也就是说，在“包括但不限于”的意义上。
元件之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。
本发明可以通过包括几个不同元件的硬件以及通过适当编程的计算机来实现。在列举了几个装置的设备权利要求或装置权利要求或系统权利要求中，这些装置中的几个装置可以由同一项硬件来实现。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。在又一方面，本发明(因此)提供了一种软件产品，当在计算机上运行时，其能够实现如本文所述的方法(的一个或多个实施例)。
本发明还提供了一种控制系统，其可以控制设备、装置或系统，或者可以执行这里描述的方法或过程。此外，本发明还提供了一种计算机程序产品，当在功能上耦合到设备、装置或系统或由设备、装置或系统所包括的计算机上运行时，控制这种设备、装置或系统的一个或多个可控元件。
本发明还适用于包括在说明书中描述和/或在附图中示出的一个或多个表征特征的设备、装置或系统。本发明还涉及一种方法或工艺，该方法或工艺包括：在说明书中描述和/或在附图中示出的更多表征特征。
本专利中讨论的各个方面可以被组合以便提供附加的优点。此外，本领域技术人员将理解，可以组合实施例，并且也可以组合多于两个的实施例。此外，一些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。
特别地，本发明可以提供波长扫描激光器和磷光体以及第二激光器的组合。在实施例中，波长扫描激光器可以是红色激光器，而第二激光器可以是蓝色激光器，并且在另一实施例中反之亦然。

Claims (15)

1.一种光产生系统(1000)，包括第一光产生装置(110)、第二光产生装置(120)和发光材料(200)，其中：
所述第一光产生装置(110)被配置为产生第一装置光(111)；所述第二光产生装置(120)被配置为产生第二装置光(121)；其中所述第一装置光(111)和所述第二装置光(121)具有不同的光谱功率分布；
所述发光材料(200)被配置为将所述第一装置光(111)和所述第二装置光(121)中的一者或多者的至少一部分转换成发光材料光(201)；
所述第一光产生装置(110)包括波长可变的光产生装置，所述波长可变的光产生装置被配置为在所述光产生系统(1000)的操作模式中产生第一装置光(111)，所述第一装置光(111)在具有至少10nm的波长差的至少两个质心波长(λ1c,1，λ1c,2)之间以至少50Hz的变化频率变化；并且
所述光产生系统(1000)被配置为在所述光产生系统(1000)的所述操作模式中产生白色系统光(1001)，所述白色系统光(1001)包括所述发光材料光(201)、所述第一装置光(111)和所述第二装置光(121)。
2.根据权利要求1所述的光产生系统(1000)，其中所述第一光产生装置(110)包括垂直腔表面发射激光器VCSEL和超发光二极管中的一者或多者。
3.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述第一光产生装置(110)包括：(a)波长可变的第一光源(10)，所述波长可变的第一光源(10)被配置为在所述光产生系统(1000)的操作模式中产生第一光源光(11)，所述第一光源光(11)在具有至少20nm的波长差的所述至少两个质心波长(λpc,1，λpc,2)之间以至少60Hz的变化频率变化；以及(b)上转换器材料(410)，被配置在所述波长可变的第一光源(10)的下游，并且被配置为将在所述至少两个质心波长(λpc,1，λpc,2)之间变化的所述第一光源光(11)的至少一部分转换成在所述至少两个质心波长(λ1c,1，λ1c,2)之间变化的所述第一装置光(111)。
4.根据权利要求3所述的光产生系统(1000)，其中所述上转换器材料(410)包括上转换器发光材料和倍频材料中的一者或多者。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述发光材料(200)包括A3B5O12:Ce类型的发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，包括陶瓷体(210)，其中所述陶瓷体(210)包括所述发光材料(200)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述第二光产生装置(120)包括二极管激光器和超发光二极管中的一者或多者。
8.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述第二光产生装置(120)包括波长可变的光产生装置，所述波长可变的光产生装置被配置为在所述光产生系统(1000)的操作模式中产生第二装置光(121)，所述第二装置光(121)在具有至少10nm的波长差的所述至少两个质心波长(λ2C,1，λ2C,2)之间以至少50Hz的变化频率变化。
9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的光产生系统(1000)，其中：
所述第一光产生装置(110)被配置为产生具有在蓝色波长范围内的质心波长的第一装置光(111)，并且其中所述第二光产生装置(120)被配置为产生具有在红色波长范围内的质心波长的第二装置光(121)；或
所述第一光产生装置(110)被配置为产生具有在红色波长范围内的质心波长的第一装置光(111)，并且其中所述第二光产生装置(120)被配置为产生具有在蓝色波长范围内的质心波长的第二装置光(121)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，还包括控制系统(300)，所述控制系统(300)被配置为通过单独控制所述第一光产生装置(110)和所述第二光产生装置(120)，根据用户接口的输入信号、传感器信号和定时器中的一者或多者来控制所述系统光(1001)。
11.根据权利要求要求10所述的光产生系统(1000)，其中所述控制系统(300)被配置为通过脉冲宽度调制来控制所述第一光产生装置(110)，其中所述控制系统被配置为通过控制所述第一装置光(111)的占空比来控制所述系统光(1001)在所述操作模式中的光谱功率分布。
12.根据权利要求11所述的光产生系统(1000)，其中所述波长可变的光产生装置被配置为在所述操作模式中产生具有质心波长(λ1c,1)的第一装置光(111)的第一脉冲和具有质心波长(λ1c,2)的第一装置光(111)的第二脉冲，每个脉冲具有至少50Hz的脉冲频率，其中在所述操作模式中控制所述系统光(1001)的所述光谱功率分布包括单独地控制第一脉冲的占空比和所述第二脉冲的占空比。
13.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述发光材料(200)包括A3B5O12:Ce类型的发光材料，其中A包括Y、La、Gd、Tb和Lu中的一者或多者，并且其中B包括Al、Ga、In和Sc中的一者或多者；所述光产生系统(1000)包括陶瓷体(210)，其中所述陶瓷体(210)包括所述发光材料(200)；其中所述第二光产生装置(120)包括二极管激光器和超发光二极管中的一者或多者；其中所述第一光产生装置(110)被配置为产生具有在所述蓝色波长范围内的质心波长的第一装置光(111)，并且其中所述第二光产生装置(120)被配置为产生具有在所述红色波长范围内的质心波长的第二装置光(121)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)，其中所述控制系统(300)被配置为在所述光产生系统(1000)的操作模式中控制所述系统光(1001)在2700K至6500K的相关色温范围内并具有至少80的显色指数。
15.一种光产生装置(1200)，选自灯(1)、灯具(2)、投影仪装置、消毒装置和光学无线通信装置的组，所述光产生装置(1200)包括根据前述权利要求中任一项所述的光产生系统(1000)。
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